CN109112725A - 水刺无纺布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无纺布及其制备技术领域，具体涉及一种水刺无纺布及其制备方法。无纺布通过清棉→梳理→交叉铺网→预湿→水刺加固→脱脂→拒水整理→煮漂→干燥→烘焙→机械打孔的制备过程，得到整张的成型无纺布，再对其进行卷取、分切、包装、成品。本申请制备的到的无纺布孔型以及孔之间的间距可控，进而使无纺布表面更加平整、网面更加美观，而且可以极大地节约能源和人力成本。机械打孔后，采用负压吸尘，及时吸走打孔形成的碎片，进而保持无纺布和辊表面的清洁。通过拒水处理，将棉纤维表面包裹一层阳离子防水剂，使得无纺布不能吸水及储水，达到更干爽的效果。

Description

水刺无纺布及其制备方法
技术领域
本发明涉及无纺布及其制备技术领域，具体涉及一种水刺无纺布及其制备方法。
背景技术
纯棉水刺无纺布因其天然、低敏，且具有良好的吸湿性和柔软度广泛应用于医疗卫生用品行业。而应用于纸尿裤的面层材料需要较好的干爽性能，这也是业内人士一直努力的方向，CN200510059332公开了一种水刺无纺布打孔膜及生产方法，由于成网后要经过收卷、烘干、验布、分切等多道工序，无纺布由于受到纵向张力的牵伸，孔型往往会变形，进而影响性能及美观。
可见，现有技术尚有待进一步改进。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种水刺无纺布及其制备方法。本发明通过对无纺布进行拒水整理、烘干后再进行机械打孔，无纺布成孔后不需再经过收卷、烘干等工序，孔型不会因拉伸张力而导致变形；另外，拒水整理后的无纺布表面不吸水，应用时表面更为干爽；而采用机械沉孔的方式替代水刺成孔，一方面使得成孔形状规则，孔间距可控，孔与孔间的间隙不存在过多的纤维碎片交织，保证使用过程液体内渗效果，同时解决了无纺布水刺制备工艺中存在的堵塞水针、水资源浪费等问题。因此本发明能较好的解决纸尿裤面层材料既要液体快速下渗，同时需要持久干爽的需求。
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
本发明的水刺无纺布，包括无纺布体，所述无纺布体上阵列排布有网孔；相邻的两个网孔间的间隙为3-8mm，所述无纺布的克重为20-80克/m2。
作为优选的，所述无纺布体的克重为30-45克/m2。
作为优选的，相邻的两个网孔间的间隙为4-6mm。
作为其中的一些实施方式，所述网孔型状可为圆形孔或四边形及多边形孔。作为优选的，所述网孔为圆形孔。
作为其中的一些实施方式，所述圆形孔的半径为1-6mm。优选圆形孔的半径为2-5mm。
一种水刺无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1清棉：抓包机将棉纤维从棉堆中抓取出来，通过送棉风机输进开松装置进行开松和除杂；
具体地，通过给棉罗拉和开棉锡林的速度差产生撕扯力将棉纤维分开，同时在锡林周围有尘格，在负压吸风作用下杂质将通过尘格被吸走；
所述纤维包含棉、竹、聚乳酸、黏胶、涤纶等天然或人造纤维；
步骤2梳理：通过梳理机进一步开松纤维并除杂，使棉块呈现为棉纤维的状态，在将纤维梳理成网；
步骤3交叉铺网：通过交叉铺网机完成纤网横向混合和纵向往复交错；通过铺网帘的速度控制空纤网的重量；
步骤4预湿：将经步骤3梳理后的纤网预先吸收部分水分；预湿使得蓬松的纤网被压实，纤网中的空气被有效地排除，并加大纤网表面的张力，进而减少在下一步骤中对纤维造成的损伤；
步骤5水刺加固：具体地是使水针穿过纤网射到托网帘后，由于反射作用，在水柱反弹到纤网反面，纤维在水力作用下再次被带入另一面，以此往复，使得纤网受到多方位水柱的反复穿刺，造成纤维之间无规则的缠结，进而提高纤网的牢固度；
本发明中，水刺加固所使用的水针直径范围为80-180μm，优选120μm；
步骤6脱漂：对纤网进行脱脂和漂白，以提升纤网的白度以及杀菌；
作为其中的一些实施方式，本发明的脱漂过程采用水煮温度为90-120℃，时间为1-4h；
步骤7拒水整理：具体可以通过浸轧法上油剂后使水刺布具有拒水功能；
作为其中的一些实施方式，所述油剂为聚有机硅氧烷，可以选用聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷和聚二丙基硅氧烷中的一种或多种；
优选的，所述油剂为聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷，聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷的比例为3：7～5：5，优选比例4：6；
拒水整理过程中轧余率为50-80％；最优选，拒水整理过程中轧余率为65-70％；
拒水整理中采用质量含量为5-35％的拒水油剂水溶液对无纺布进行进行浸泡，优选质量含量为10-30％；
步骤8干燥：将拒水整理后的无纺布进行干燥，以去除纤维间多余水分；
干燥过程分别依次为烘干和烘焙过程；
所述烘干为使纤网在烘干装置中初步干燥；
所述烘焙为使在最终通过出口处时，纤网成型且纤维之间多余水分去除完毕；
作为优选的，所述烘干过程中，温度为105-120℃；
作为优选的，所述烘焙过程中，温度为150-160℃；
步骤9机械打孔：将成型且干燥后的无纺布经过压辊机构打孔；所述无纺布经压辊机构打孔后设置有负压吸尘工序，所述负压吸尘工序是将无纺布经压辊机构打孔后形成的碎片吸走，从而保持无纺布和转辊表面的清洁。
本发明的吸尘工序，通过压辊机构实现，所述压辊机构包括转棍和压辊，转棍用于推动无纺布移动，压辊用于对无纺布表面进行压花成型。压辊分为第一压辊和第二压辊，第一压辊表面带齿形，第二压辊表面为与第一压辊的齿形相齿合的齿形刀具，无纺布在经过两压辊间时，受压成孔。无纺布推出压辊后，设置有相应的负压吸管，及时吸走打孔形成的碎片。
压辊表面的齿形可以对应设置成多种形状，形成的无纺布的花纹式样繁多，整洁美观。
本发明的有益效果为：
本发明的无纺布通过清棉→梳理→交叉铺网→预湿→水刺加固→脱漂→拒水整理→干燥→机械打孔得到整张的成型无纺布，再对其进行卷取、分切、包装，制备过程利用机械打孔的方式替代花纹水刺，可以有效地控制孔型以及孔之间的间距，进而使无纺布表面更加平整、网面更加美观，而且可以极大地节约能源和人力成本。
机械打孔后，采用负压吸尘，及时吸走打孔形成的碎片，进而保持无纺布和辊表面的清洁。机械打孔较水刺成孔由于在最后道进行加工，孔型清晰稳定、不易变形，液体更容易下渗。
本申请通过拒水处理，将棉纤维表面包裹一层硅油，使得纯棉水刺无纺布不能吸水及储水，达到更干爽的效果。
附图说明
图1-3为本发明水刺无纺布的结构示意图；
图4为本发明机械打孔过程及压辊机构的示意图。
附图说明：21、第一压辊；22、第二压辊；23、第一负压吸管；24、第一转辊；25、第二转棍。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的水刺无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1清棉：抓包机将棉纤维从棉堆中抓取出来，通过送棉风机输进开松装置进行开松和除杂；
具体地，通过给棉罗拉和开棉锡林的速度差产生撕扯力将棉纤维分开，同时在锡林周围有尘格，在负压吸风作用下杂质将通过尘格被吸走；
所述纤维包含棉、竹、聚乳酸、黏胶、涤纶等天然或人造纤维；
步骤2梳理：通过梳理机进一步开松纤维并除杂，使棉块呈现为棉纤维的状态，在将纤维梳理成网；
步骤3交叉铺网：通过交叉铺网机完成纤网横向混合和纵向往复交错；通过铺网帘的速度控制空纤网的重量；
步骤4预湿：将经步骤3梳理后的纤网预先吸收部分水分；预湿使得蓬松的纤网被压实，纤网中的空气被有效地排除，并加大纤网表面的张力，进而减少在下一步骤中对纤维造成的损伤；
步骤5水刺加固：具体地是使水针穿过纤网射到托网帘后，由于反射作用，在水柱反弹到纤网反面，纤维在水力作用下再次被带入另一面，以此往复，使得纤网受到多方位水柱的反复穿刺，造成纤维之间无规则的缠结，进而提高纤网的牢固度；
本实施例中，使用的水针直径为120μm；
步骤6脱漂：对纤网进行脱脂和漂白，以提升纤网的白度以及杀菌；脱漂过程采用水煮温度为100℃，时间为3h；
步骤7拒水整理：具体可以通过浸轧法上油剂后使水刺布具有拒水功能；
所述油剂为聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷；聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷的比例为4：6；质量含量为15％；所述组成油剂水溶液对无纺布进行进行浸泡1.5h；
拒水整理过程中轧余率为70％；
步骤8干燥：将拒水整理后的无纺布进行干燥，以去除纤维间多余水分；
干燥过程分别依次为烘干和烘焙过程；烘干过程中，温度为110℃；
所述烘干为使纤网在烘干装置中初步干燥；
所述烘焙为使在最终通过出口处时，纤网成型且纤维之间多余水分去除完毕；烘焙过程中，温度为160℃。
步骤9机械打孔：将成型且干燥后的无纺布经过压辊机构打孔；所述无纺布经压辊机构打孔后设置有负压吸尘工序，所述负压吸尘工序是将无纺布将压辊机构打孔后形成的碎片吸走，从而保持无纺布和转辊表面的清洁。
如图4所示，将成型且干燥后的无纺布经过下方为齿形的第一压辊21表面、上方为设置带与第一压辊21齿形相吻合的齿形刀具的第二压辊22之间，形成相应的孔型。
更具体地，第一压棍21与第二压棍22上的锯齿相吻合，是指第一压棍21的齿形的凹部对应地与第二压棍22的齿形的凸部相吻合。
为进一步提高无纺布和转辊表面的清洁，所述压辊之后设置有负压吸管进行吸尘工序，所述负压吸管将无纺布通过压辊打孔后形成的碎片吸走。
本发明中的第一压辊21和第二压辊22为可更换机构，当需要其他的无纺布花纹式样，可以相应更换第一压辊21和第二压辊22，整洁美观。
如图4所示，无纺布烘干之后由第一转辊24送入，进而水平通过第一压辊21表面，在经过第一压辊21表面时，通过第二压辊22表面的凸齿形刀具的压合作用，使得无纺布的相应部分被压进第一压辊21凹进部分，形成相应的孔型，最后由第二转棍25收卷送出；通过第一压辊21之后，无纺布上方的第一负压吸管23，用于吸走布面和第二压辊22上的碎屑，无纺布下方的第二负压吸管(图中未示出)，用于吸走第一压辊21凹处的残余碎屑，进而保持无纺布和第一、第二压辊表面的清洁。最终制备获得的水刺无纺布如图1～3所示。
实施例2
本发明的水刺无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1清棉：抓包机将棉纤维从棉堆中抓取出来，通过送棉风机输进开松装置进行开松和除杂；
具体地，通过给棉罗拉和开棉锡林的速度差产生撕扯力将棉纤维分开，同时在锡林周围有尘格，在负压吸风作用下杂质将通过尘格被吸走；
所述纤维包含棉、竹、聚乳酸、黏胶、涤纶等天然或人造纤维；
步骤2梳理：通过梳理机进一步开松纤维并除杂，使棉块呈现为棉纤维的状态，在将纤维梳理成网；
步骤3交叉铺网：通过交叉铺网机完成纤网横向混合和纵向往复交错；通过铺网帘的速度控制空纤网的重量；
步骤4预湿：将经步骤3梳理后的纤网预先吸收部分水分；预湿使得蓬松的纤网被压实，纤网中的空气被有效地排除，并加大纤网表面的张力，进而减少在下一步骤中对纤维造成的损伤；
步骤5水刺加固：具体地是使水针穿过纤网射到托网帘后，由于反射作用，在水柱反弹到纤网反面，纤维在水力作用下再次被带入另一面，以此往复，使得纤网受到多方位水柱的反复穿刺，造成纤维之间无规则的缠结，进而提高纤网的牢固度；
本实施例中，使用的水针直径为120μm；
步骤6脱漂：对纤网进行脱脂和漂白，以提升纤网的白度以及杀菌；脱漂过程采用水煮温度为100℃，时间为3h；
步骤7拒水整理：具体可以通过浸轧法上油剂后使水刺布具有拒水功能；
所述油剂为聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷，聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷比例为3：7；质量含量为10％，所述组成油剂水溶液对无纺布进行进行浸泡1h；
拒水整理过程中轧余率为65％；
步骤8干燥：将拒水整理后的无纺布进行干燥，以去除纤维间多余水分；
干燥过程分别依次为烘干和烘焙过程；烘干过程中，温度为110℃；
所述烘干为使纤网在烘干装置中初步干燥；
所述烘焙为使在最终通过出口处时，纤网成型且纤维之间多余水分去除完毕；烘焙过程中，温度为160℃。
步骤9机械打孔：将成型且干燥后的无纺布经过压辊机构打孔；所述无纺布经压辊机构打孔后设置有负压吸尘工序，所述负压吸尘工序是将无纺布经压辊机构打孔后形成的碎片吸走，从而保持无纺布和转辊表面的清洁。
于市售的纸尿裤进行分析时，对样品纸尿裤面层喷热风使层间的粘结力降低，然后谨慎的剥离出面层，换上本发明产品，如所述般进行试验。
表面干爽性评价：
自广州市泰迪熊婴幼儿用品有限公司的市售商品名泰迪熊(Teddy Bear)超薄透气婴儿纸尿裤L码(2018年制造)取出面层无纺布，将本发明产品裁剪与面层无纺布大小一致，测量纯棉水刺无纺布的重量(g)，放置在原面层无纺布处，将新样品放置在U型测试槽中。用放液漏斗以9ml/sec的速度每间隔10min注入80ml生理盐水，注液三次，从开始加液到液体从纸尿裤面层消失的时间为吸收时间(Sec)。第30min时将纸尿裤平面放置，在面层上放置直径为11cm的中速滤纸30g，在滤纸上放置直径为9.5cm的负载1.2kg，2min后分别称取滤纸所增加的重量(g)即为纸尿裤的回渗量(g)和纯棉水刺无纺布增加的重量(g)即为液体残留量(g)。回渗量(g)和液体残留量(g)的值越小，纸尿裤表面干爽性越优异。
对比例1为与实施例1相比，未经步骤8-10步骤处理纯棉水刺无纺布
表1
测试项目 单位 实施例1 实施例2 对比例1
第一次吸收时间 Sec 13.1 15.2 16.1
第二次吸收时间 Sec 10.8 11.5 12.1
第三次吸收时间 Sec 26.2 27.3 28.0
反渗量 g 3.8 4.1 24.9
液体残留量 g 1.1 1.3 3.13
从上述表1的结果可得知，实施例1、2的表面干爽性更好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种水刺无纺布，其特征在于，包括无纺布体，所述无纺布体上阵列排布有网孔；相邻的两个网孔间的间隙为3-8mm，所述无纺布的克重为20-80克/m2。
2.根据权利要求1所述的水刺无纺布，其特征在于，所述网孔型状为圆形孔或四边形及多边形孔；为圆形孔时其半径为1-6mm。
3.一种水刺无纺布的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
清棉→梳理→交叉铺网→预湿→水刺加固→脱漂→拒水整理→干燥→机械打孔；
所述拒水整理为通过浸轧法上油剂后使水刺布具有拒水功能；
机械打孔为经过述干燥后的无纺布经过压辊机构打孔。
4.根据权利要求3所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，所述水刺加固所使用的水针直径范围为80-180μm。
5.根据权利要求3所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，所述油剂聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚二丙基硅氧烷中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，所述油剂为聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷，聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷的比例为3：7～5：5。
7.根据权利要求3所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，拒水整理过程中轧余率为50-80％。
8.根据权利要求3所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，所述干燥过程分别依次为烘干和烘焙过程；所述烘干过程中，温度为105-120℃；所述烘焙过程中，温度为150-160℃。
9.根据权利要求3所述的水刺无纺布的制备方法，其特征在于，所述机械打孔过程，所述无纺布经压辊机构打孔后设置有负压吸尘工序，所述负压吸尘工序是将无纺布经压辊机构打孔后形成的碎片吸走。
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